調(diào)頻發(fā)射機電路設(shè)計資料

課 程 設(shè) 計 報 告 書 專 用 紙淮海工學院課程設(shè)計報告書 課程名稱： 通信電子線路課程設(shè)計 題 目： 調(diào)頻發(fā)射機設(shè)計 系 （院）： 通信工程系 學 期： 2013-2014-1 專業(yè)班級： 姓 名： 學 號： 評語：成績：簽名：日期：調(diào)頻發(fā)射機電路設(shè)計一 緒論1.1 摘要調(diào)頻信號的基本特點是它的瞬時頻率按調(diào)制信號規(guī)律變化，因而，一種最容易的實現(xiàn)方法是用調(diào)制信號直接控制振蕩器的振蕩頻率，使其不失真地反映調(diào)制信號的變化規(guī)律。通常將這種直接調(diào)變振蕩器頻率的方法稱為直接調(diào)頻法。采用這種方法時，被控的振蕩器可以是產(chǎn)生正弦波的LC振蕩器和晶體振蕩器，也可以是產(chǎn)生非正弦的張弛振蕩器。前者產(chǎn)生調(diào)頻正弦波，后者產(chǎn)生調(diào)頻非正弦波（例如調(diào)頻方波，調(diào)頻三角波），如果需要，通過濾波等方法將調(diào)頻非正弦波變換為調(diào)頻正弦波。本電路采用LC振蕩器。1.2 主要性能要求1 (天線)負載電阻：RL=75歐；2發(fā)射功率：Po80mW；3工作中心頻率：f0=6.5MHz；4最大頻偏：；5總效率：。1.3 概述設(shè)計一個完整的小功率直接調(diào)頻發(fā)射機系統(tǒng)，直接調(diào)頻發(fā)射系統(tǒng)框圖主要由調(diào)頻振蕩器、緩沖隔離器、倍頻器、高頻功率放大器、調(diào)制信號發(fā)生器等電路組成。原理 圖如圖1。 圖1 直接調(diào)頻發(fā)射機組成框圖二 電路原理2.1 LC振蕩電路工作原理電容三點式振蕩電路又稱考畢茲（Colpitts）電路，基本結(jié)構(gòu)入圖2左圖所示。圖中Cc為耦合電容，Cb為旁路電容，電阻Rb1，Rb2和Re構(gòu)成分壓式偏置，為電路提供直流偏置，Rl為輸出負載電阻。電路的交流通路如圖3右圖所示，如果移去管子，電容C1，C2和電感L為并聯(lián)諧振回路，構(gòu)成電路的選頻網(wǎng)絡(luò)。對于一個振蕩器，當其負載阻抗及反饋系數(shù)已經(jīng)確定的情況，靜態(tài)工作點的位置對振蕩器的起振以及穩(wěn)定平衡狀態(tài)（振幅大小，波形好壞）有著直接的影響。要想起振，首先三極管應該工作在靜態(tài)工作點。電路應選擇合適的靜態(tài)工作點的位置。圖2 振蕩電路電容三端反饋振蕩電路利用電容C1和C2作為分壓器，該電路滿足相位條件，選取合適時滿足振幅起振條件，該電路就可振蕩?？傻玫秸袷庮l率近似為 （2.1） 式中：C是振蕩回路的總電容。該電路與電感三端反饋振蕩電路相比，輸出波比較好，波形更接近正弦波。適當?shù)丶哟箅娐冯娙荩涂蓽p弱不穩(wěn)定因素對頻率的影響，從而提高電路的穩(wěn)定度。LC振蕩電路圖如下： 圖3 LC振蕩電路圖 仿真波形如下： 圖4 調(diào)頻仿真波形頻率如下; 圖5 振蕩頻率2.2變?nèi)荻O管調(diào)頻原理變?nèi)荻O管調(diào)頻電路是一種常用的直接調(diào)頻電路，廣泛應用于移動通信和自動頻率微調(diào)系統(tǒng)。其優(yōu)點是工作頻率高，固有損耗小且線路簡單，能獲得較大的頻偏，其缺點是中心頻率穩(wěn)定度較低。較之中頻調(diào)制和倍頻方法，這種方法的電路簡單、性能良好、副波少、維修方便，是一種較先進的頻率調(diào)制方案。利用二極管的特性直接產(chǎn)生調(diào)頻波，其原理電路如圖4所示。圖6 變?nèi)荻O管調(diào)頻電路變?nèi)荻O管Cj通過耦合電容C1并接在LCn回路的兩端，形成振蕩回路總電容的一部分。因而，振蕩回路的總電容C為： （2.2）振蕩頻率為： （2.3）加在二極管上的反向偏壓為：（直流反偏）（調(diào)制電壓）（高頻振蕩，可忽略） 在微波發(fā)射機中，常用速調(diào)管振蕩器作為載波振蕩器，其振蕩頻率受控于加在管子反射極上的反射極電壓。因此，只需將調(diào)制信號加至反射極即可實現(xiàn)調(diào)頻。若載波是由多諧振蕩器產(chǎn)生的方波，則可用調(diào)制信號控制積分電容的充放電電流，從而控制其振蕩頻率。 調(diào)頻電路如下:圖7變?nèi)荻O管直接調(diào)頻的工作原理圖 仿真波形如下： 圖8 二極管調(diào)頻波形 2.3緩沖隔離緩沖隔離級將調(diào)頻振蕩器與功放級隔離，以減小后級對振蕩器頻率穩(wěn)定度及振蕩波形的影響。是否選擇該單元電路，主要根據(jù)電路對穩(wěn)定性要求的高低。一般情況下，需要選擇該電路。緩沖級通常采用射極跟隨器電路。緩沖隔離圖： 圖9 緩沖隔離圖 仿真圖如下： 圖10緩沖隔離仿真圖2.4功率放大功率放大是將調(diào)頻振蕩器產(chǎn)生的信號頻率加倍，以達到發(fā)射機載波頻率的要求，這樣可以降低振蕩器的工作頻率，提高電路的頻率穩(wěn)定度。如果振蕩器的振蕩頻率可以滿足發(fā)射機載波頻率的要求，就可省去此電路。高頻功放電路使負載（天線）上獲得設(shè)計要求的發(fā)射功率。如果要求達到的發(fā)射功率比較大，那么在末級功放之前還要加功率推動級，以便為末級功放提供足夠的激勵功率。如果要求的發(fā)射功率不大，且振蕩級的輸出功率能夠滿足末級功放的輸入要求，那么功放推動級也可省去。選擇高頻功率放大器時應考慮幾個因素，如要使負載（天線）上獲得令人滿意的發(fā)射功率，而且整機效率較高，應選擇丙類功率放大器。末級功放的功率增益不能太高，否則電路性能不穩(wěn)定，容易產(chǎn)生自激。因此要根據(jù)發(fā)射機各部分的作用，適當?shù)睾侠矸峙涔β试鲆?。功率推動級為末級功放提供激勵功率。可以選擇在弱過壓工作狀態(tài)下的丙類功放。功率放大電路圖： 圖11 功率放大圖 功率放大仿真圖: 圖12 功率仿真圖2.5總電路圖圖13 總電路圖 總的波形如下： 圖14 總波形三 心得體會通過學習高頻電子線路這門課程，使我能綜合運用電工技術(shù)，高頻電子技術(shù)課程中的所學到的理論知識來完成設(shè)計和分析電路，熟悉了工程實踐中高頻電子電路的設(shè)計方法和規(guī)范，達到綜合應用電子技術(shù)的目的。學會了文件檢索和查找數(shù)據(jù)手冊的能力。學會了應用protel軟件的使用。還學會了整理和總結(jié)設(shè)計文檔報告。學到很多東西，但就我個人感覺而言，學到的東西，對我后面一年的學習有重要的指導作用，不敢說以后，但在畢業(yè)前的這段時間內(nèi)，這次學習對我的確很重要。學到了如何務(wù)實，如何去學一門技術(shù)，同時也知道了如何學習，什么才是學習。這次設(shè)計，使我由理論學習向?qū)嶋H生產(chǎn)的方向更近了一步。讓我對自己所學的專業(yè)有了更加清晰的理解，也對自己現(xiàn)在的專業(yè)技術(shù)水平有了更加明確的理解。這次的設(shè)計中，我體驗到了一名專業(yè)電子設(shè)計工程師設(shè)計產(chǎn)品的各個過程，讓我對自己的未來的職業(yè)定位有了充分的心里準備?？偠灾舜握n程設(shè)計讓我感到受益匪淺。同時我認為我們的工作是一個團隊的工作，團隊需要個人，個人也離不開團隊，必須發(fā)揚團結(jié)協(xié)作的精神。某個元素的離群都可能導致整項工作的失敗。設(shè)計中只靠一個人知道的是遠遠不夠的，我們要綜合運用各項知識。才能適應發(fā)展。回顧起此次高頻課程設(shè)計，至今我仍感慨頗多，在整整一星期的日子里，可以說得是苦多于甜，但是可以學到很多很多的的東西，同時不僅可以鞏固了以前所學過的知識，而且學到了很多在書本上所沒有學到過的知識。通過這次課程設(shè)計使我懂得了理論與實際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學的理論知識與實踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會服務(wù)，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。在設(shè)計的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，我畢竟不是專家級的，難免會遇到過各種各樣的問題，同時在設(shè)計的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對以前所學過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，通過對高頻電路的學習，了解了現(xiàn)實社會中的某些東西的運用都是通過運行才實現(xiàn)的。在此次課程設(shè)計過程中，我們解決了一些主要問題，以便能解決實際問題，也通過老師的指導順利的完成了課程設(shè)計。在以后的實驗過程中，我會克服更多的困難，去學習，以便進行實踐。參考文獻1 王冠華, 王伊娜. Multisim 8電路設(shè)計